[实用新型]一种原位修复地下水用的微生物燃料电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种修复被石油类等易降解有机污染物污染地下水的装置，具体地说是一种原位修复地下水用的微生物燃料电池。

背景技术

目前，地下水污染修复技术主要有原位化学氧化技术、渗透性反应墙、微生物修复技术（包括微生物刺激技术和自然降解）等。

原位化学氧化技术将化学氧化剂投送到目标修复区域后通过发生化学反应使地下水或土壤中的污染物转变为无毒或者毒性较小物质。渗透性反应栅栏技术是借助充填于墙内的针对不同污染物的反应材料与反应物接触，达到污染物去除的目的。微生物刺激技术通过向污染区注入微生物新陈代谢所需的营养物质等提高微生物的新陈代谢以达到提高微生物降解污染物的速率的目的。自然降解则是在自然条件下让微生物降解污染物。

上述地下水修复技术中，原位化学氧化技术的药剂成本较高，且修复效果受到氧化剂的稳定性、氧化能力以及地下水含水层的水文地质条件的限制；渗透性反应墙需要开挖土壤填埋渗透性反应墙，体积较大，实际应用时不够灵活且成本较高。

微生物修复技术以微生物的新陈代谢为基础，通过对有毒有害物质进行转化或者降解使其成为无毒或者毒性较低的物质，从而达到治理环境的目的。微生物修复技术在处理环境污染物方面具有方法简单、消耗低、成本低、反应条件温和、修复效果好等特点。

但在自然条件下，微生物降解地下水中的污染物受到碳源（污染物）、电子受体（如O₂，NO₃^-、SO₄^2-等）、营养物质（N，P、K等）、自然环境（pH、温度、盐度等）等因子的制约，使得自然条件下微生物降解污染物的效率大大降低，需要很长的时间才能达到修复目标。在地下水环境中，当污染物低于一定的浓度时，生物由于自身新陈代谢所需的能量得不到补充，微生物降解污染物就会受到抑制甚至停止；同时，如果污染物浓度过高，污染地下水中的电子受体在消耗完后由于得不到补充，污染物的降解也受到抑制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种原位修复地下水用的微生物燃料电池，解决上述的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种原位修复地下水用的微生物燃料电池，包括电池筒，其特征是，电池筒一端由外至内分别设有外接套管接口、电池阴极电极和地下水出口筛网，另一端由外至内分别设有电池阳极电极和地下水入口筛网，电池筒内沿垂直方向设有一导入管，位于电池阴极电极一侧的导入管的上部伸出电池筒外侧形成空气与微生物营养液导入口，导入管的下端设有空气与微生物营养液导出筛网，电池筒内中部沿水平方向设有质子交换膜。

所述的电池筒内填充有玻璃球。

所述的玻璃球直径为2mm。

所述的电池阴极电极和电池阳极电极之间还连接有铜导线，铜导线上连接有指示灯。

本实用新型的有益效果是：通过装置在两端的电极、装置内部的质子交换膜、外接电路等，构成一个完整的微生物燃料电池单元。微生物燃料电池本身，以及鼓入的空气中的氧气和微生物新陈代谢所必须的营养物质，在刺激微生物新陈代谢的同时也加速了地下水中污染物的降解速度。微生物燃料电池产生的电流可通过外接电路中的指示灯指示微生物降解污染物的活动是否正在进行，给人直观的判断，减少必要的表征手段。与传统微生物刺激技术相比可节约营养液的注入体积从而达到节约药剂成本的目的，提高了微生物氧化污染物的速率达到节省修复时间的目的。本实用新型可通过外接指示灯指示地下水中微生物降解污染物的活动是否正在进行，节省了通过其他手段判断微生物是否在降解污染物的步骤。本实用新型体积小，在修复小范围的污染地下水和大面积修复工程结束后在修复效果较差区域开展的二次修复等方面具有明显的优势。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-空气与微生物营养液导入口，2-外接套管接口，3-电池阴极电极，4-地下水出口筛网，5-电池筒，6-质子交换膜，7-空气与微生物营养液导出筛网，8-地下水入口筛网，9-电池阳极电极，10-铜导线，11-指示灯。

具体实施方式